Первобытные люди кое-что знали о теплоте, понимали и использовали многое из того, что знаем мы с Вами - люди современные. Мы знаем, что если нужно сделать холодное горячим, то придётся совершить работу. Потёрли замерзшие ладошки друг о друга и они стали теплее, мы поработали. Первые люди, овладевшие огнем, тоже это понимали. Но вот обратный шаг: горячее сделать холоднее и чтобы при этом совершилась работа, полезная для нас, оказался гораздо труднее. Я бы сказал, что это был не шаг, это был скачок, хотя и протяженный во времени. Но скачок настолько мощный, что его результаты человеческая цивилизация использует до сих пор, еще и развивая эти технологии.
Принято считать, что первым паровым двигателем был шар Герона Александрийского (по-простому "эолипил"). Это был полый шар, свободно вращающийся в поддерживающих его цапфах. В него подавался пар, который выходил из шара через тонкие трубки и за счет реактивной силы пара эолипил сильно раскручивался. Конечно, это была больше игрушка, но с другой стороны это был первый прибор с чётким описанием того, как конструктивно осуществить преобразование теплоты в работу. Изобретение Герона не повлекло бума в изобретении паровых машин, мускульная сила была основой для совершения работы.
Что же оказалось в авангарде прорывной технологии? Конечно же военная промышленность. Пробежимся по легендам. Считается, что английский монах Роджер Бэкон в начале XIII века описывает рецепт изготовления пороха из серы, древесного угля и селитры. Легенда говорит о том, что секретный состав чудесным образом был украден в Китае, реальность же говорит о том, что порох в Европу привезли монголы при захвате восточных рубежей и даже организовали в Венгрии пороховое производство. Бэкон конечно был передовым учёным и расшифровать состав ему было не трудно. Дальше в дело вступает фигура "Чёрного монаха" - Бертольда Шварца, то ли грека, то ли датчанина, хотя Фрайбург (город в Германии) признал его своим уроженцем и даже отгрохал "Чёрному" памятник. Считается, что Шварц построил первую пушку в 1313 году.
На самом деле можно предположить, что большое количество учёных, экспериментаторов, алхимиков и просто отважных людей нашли применение пороху и вскоре вывели его идеальную формулу. Порох взрывался, охлаждался и при этом совершал работу, разрушая крепости, толкая ядра и пули.
К 1453 году османский султан Мехмед II строит свою знаменитую пушку массой 19 тонн, длиной 5 метров и стрелявшую 270-килограммовыми каменными ядрами диаметром 64 сантиметра на расстояние 1,6 км. Первые самодвижущиеся ракеты построили еще китайцы в 1225 году, но ракеты были на вторых ролях у огнестрельного оружия вплоть до второй мировой войны.
И только, только потом тепловые машины нашли мирное применение. Что же сподвигло инженеров на мирный путь? Причина - нехватка металла, развитие металлургии и как следствие потребности в больших объёмах топлива. Древесный уголь стал дефицитом, потому что, например, в Англии запретили вырубать лес для производства угля, так как его стало не хватать на постройку кораблей. Нужен был каменный уголь, его много, но его пласты затоплены и поэтому необходимо было постоянно откачивать воду. Лошадки не справлялись, а уголь очень нужен.
И в 1698 году Томас Севери, владелец шахты в Корнуэлле запатентовал водяной насос, приводимый в движение паром, правда пар давил у него на поверхность воды. К дальнейшему усовершенствованию парового насоса "приложили руки" Дени Папен, Вильгельм Лейбниц и Роберт Гук, который посоветовал Томасу Ньюкомену давить паром не на воду, а на поршень насоса.
Дело пошло лучше и паровые насосы появились почти везде. В 1763 году шотландский механик Джеймс Уатт задумался как уменьшить огромные потери тепла в существующих паровых машинах и предложил ввести отдельный конденсатор пара, который оставался бы холодным, но был бы связан с цилиндром через клапан, открывающийся в нужный момент цикла. Это сильно уменьшило расход топлива и увеличило КПД.
Вот такой длинный скачок к появлению супертехнологии, которая породила самодвижущиеся устройства, возвестила паровой век, основала целый литературный жанр, дала начало новой энтропийной картине мира, стала предком двигателей внутреннего сгорания и реактивных двигателей и турбин.
Спасибо, что дочитали! Поддержите канал реакциями, это очень помогает!